Low valence cation doping of bulk Cr2O3: Charge compensation and oxygen vacancy formation

The different oxidation states of chromium allow its bulk oxide form to be reducible, facilitating the oxygen vacancy formation process, which is a key property in applications such as catalysis. Similar to other useful oxides such as TiO2, and CeO2, the effect of substitutional metal dopants in bulk Cr2O3 and its effect on the electronic structure and oxygen vacancy formation are of interest, particularly in enhancing the latter. In this paper, density functional theory (DFT) calculations with a Hubbard + U correction (DFT+U) applied to the Cr 3d and O 2p states, are carried out on pure and metal-doped bulk Cr2O3 to examine the effect of doping on the electronic and geometric structure. The role of dopants in enhancing the reducibility of Cr2O3 is examined to promote oxygen vacancy formation. The dopants are Mg, Cu, Ni, and Zn, which have a formal +2 oxidation state in their bulk oxides. Given this difference in host and, dopant oxidation states, we show that to predict the correct ground state two metal dopants charge compensated with an oxygen vacancy are required. The second oxygen atom removed is termed "the active" oxygen vacancy and it is the energy required to remove this atom that is related to the reduction process. In all cases, we find that substitutional doping improves the oxygen vacancy formation of bulk Cr2O3 by lowering the energy cost.

Discovery and settlement of Alaska coaster

Tsar Peter the Great ruled Russia between 1689 and 1725. Its domains, stretching from the Baltic Sea in the west to the Pacific Ocean in the east. From north to south, its empire stretching from the Arctic Ocean to the borders with China and India. Tsar Peter I tried to extend the geographical knowledge of his government and the rest of the world. He was also interested in the expansion of trade in Russia and in the control of trade routes. Feodor Luzhin and Ivan Yeverinov explored the eastern border of the Russian Empire, the trip between 1719 and 1721 and reported to the Tsar. They had crossed the peninsula of Kamchatka, from west to east and had traveled from the west coast of Kamchatka to the Kuril Islands. The information collected led to the first map of Kamchatka and the Kuril Islands. Tsar Peter ordered Bering surf the Russian Pacific coast, build ships and sail the seas north along the coast to regions of America. The second expedition found equal to those of the previous explorers difficulties. Two ships were eventually thrown away in Okhotsk in 1740. The explorers spent the winter of 1740-1741 stockpiling supplies and then navigate to Petropavlovsk. The two ships sailed eastward and did together until June 20, then separated by fog. After searching Chirikov and his boat for several days, Bering ordered the San Pedro continue to the northeast. There the Russian sailors first sighted Alaska. According to the log, "At 12:30 (pm July 17) in sight of snow-capped mountains and between them a high volcano." This finding came the day of St. Elijah and so named the mountain.

An extension of STARD statements for reporting diagnostic accuracy studies on liver fibrosis tests: the Liver-FibroSTARD standards

International audience

Apparent digestibility of dry matter, crude protein, and amino acids of six rendered by-products in juvenile Litopenaeus vannamei

Apparent digestibility coefficients (ADC) of dry matter, crude protein (CP), and amino acids (AA) were evaluated in diets with six rendered by-products used to feed juvenile Pacific white shrimp: two poultry meals (poultry meal 1, 69% CP; poultry meal 2, 72% CP), two feather meals (89% CP), one blood meal (96% CP), and one pork meal (57% CP). Experimental diets were formulated with 30% of the test ingredient and 70% of a commercial diet supplemented with 1% of chromium oxide as inert marker. AA contents in ingredients, diets, leached diets, and feces were determined by high performance liquid chromatography. Preprandial AA losses attributed to leaching were higher in the blood meal diet (15%) and pork meal diet (10%). Poultry meal diets 1 and 2 showed mean AA losses of 3% and 5%, respectively, while the reference diet had a mean AA leaching of 6%. The AA that had the highest leaching rates were lysine (21%), methionine (15%), and histidine (12%). The ADC of dry matter was higher for poultry meals 1 (70%) and 2 (73%), followed by pork meal (69%), feather meals (61%), and blood meal (57%). The digestibility of CP was higher for poultry meals (78–80%), followed by pork meal (76%), and blood meal and feather meals (65–67%). The digestibility of CP in the reference diet (83%) was higher than that observed for all the animal by-product meals except the poultry meals. The ADC of the sum of AA adjusted for nutrient leaching fluctuated from 65% for blood meal to 80% for poultry meals.

Interaction of fluorescence of resin cements with glass ceramics

Poster presented at the 24th Annual Meeting of the Portuguese Dental Association, Lisbon, 12-14 November 2015.

Post-CMOS compatible high-throughput fabrication of AIN-based piezoelectric microcantilevers

A post-complementary metal oxide semiconductor (CMOS) compatible microfabrication process of piezoelectric cantilevers has been developed. The fabrication process is suitable for standard silicon technology and provides low-cost and high-throughput manufacturing. This work reports design, fabrication and characterization of piezoelectric cantilevers based on aluminum nitride (AlN) thin films synthesized at room temperature. The proposed microcantilever system is a sandwich structure composed of chromium (Cr) electrodes and a sputtered AlN film. The key issue for cantilever fabrication is the growth at room temperature of the AlN layer by reactive sputtering, making possible the innovative compatibility of piezoelectric MEMS devices with CMOS circuits already processed. AlN and Cr have been etched by inductively coupled plasma (ICP) dry etching using a BCl3–Cl2–Ar plasma chemistry. As part of the novelty of the post-CMOS micromachining process presented here, a silicon Si (1 0 0) wafer has been used as substrate as well as the sacrificial layer used to release the microcantilevers. In order to achieve this, the Si surface underneath the structure has been wet etched using an HNA (hydrofluoric acid + nitric acid + acetic acid) based solution. X-ray diffraction (XRD) characterization indicated the high crystalline quality of the AlN film. An atomic force microscope (AFM) has been used to determine the Cr electrode surface roughness. The morphology of the fabricated devices has been studied by scanning electron microscope (SEM). The cantilevers have been piezoelectrically actuated and their out-of-plane vibration modes were detected by vibrometry.

Comparison between DC(+) and Square Wave AC SAW Current Outputs to Weld AISI 304 for Low-Temperature Applications

Welded equipment for cryogenic applications is utilized in chemical, petrochemical, and metallurgical industries. One material suitable for cryogenic application is austenitic stainless steel, which usually doesn`t present ductile/brittle transition temperature, except in the weld metal, where the presence of ferrite and micro inclusions can promote a brittle failure, either by ferrite cleavage or dimple nucleation and growth, respectively. A 25-mm- (1-in.-) thick AISI 304 stainless steel base metal was welded with the SAW process using a 308L solid wire and two kinds of fluxes and constant voltage power sources with two types of electrical outputs: direct current electrode positive and balanced square wave alternating current. The welded joints were analyzed by chemical composition, microstructure characterization, room temperature mechanical properties, and CVN impact test at -100 degrees C (-73 degrees F). Results showed that an increase of chromium and nickel content was observed in all weld beads compared to base metal. The chromium and nickel equivalents ratio for the weld beads were always higher for welding with square wave AC for the two types of fluxes than for direct current. The modification in the Cr(eq)/Ni(eq) ratio changes the delta ferrite morphology and, consequently, modifies the weld bead toughness at lower temperatures. The oxygen content can also affect the toughness in the weld bead. The highest absorbed energy in a CVN impact test was obtained for the welding condition with square wave AC electrical output and neutral flux, followed by DC(+) electrical output and neutral flux, and square wave AC electrical output and alloyed flux.

Ler em tempo livre durante o Estado Novo: A função do suplemento infantil Pim-Pam-Pum na formação da criança

RESUMO: Esta dissertação tem como objectivo compreender a influência da ideologia do Estado Novo nos conteúdos inseridos no suplemento infantil Pim-Pam-Pum. Visa ainda relacionar, num determinado momento temporal o suplemento infantil de um dos jornais mais lidos da época O Século, com a ideologia do Estado Novo. Procura identificar os valores incutidos nos números a analisar no Pim-Pam-Pum num período de dois anos. O período histórico em análise do suplemento infantil Pim-Pam-Pum compreende os exemplares entre 1953 a 1955. Como principais conclusões do estudo retira-se que o suplemento infantil procurava educar o seu público de forma lúdica. Por outro lado, transmitia e incutia em colaboração com a família os principais valores salazaristas. A imprensa escrita passa a ser uma arma de propaganda ideológica do Estado Novo numa tentativa de conter informação desfavorável ao regime perante as pressões internas e externas. Com a institucionalização da censura após a segunda Guerra Mundial, a vigilância e o exame das publicações dos organismos competentes em colaboração com a própria auto-censura dos jornalistas, simplificou-se. No entanto a imprensa procurou cumprir com a sua missão de divulgação cultural e lúdica através de jornais diários, revistas e suplementos infantis. ABSTRACT:The aim of this dissertation is to understand the influence of the ideology of the "Estado Novo" in the contents inserted in the children's supplement Pim-Pam-Pum. It also aims to relate, in a certain historical period, the children’s supplement of one of the most important newspapers of the time, "O Século", with the ideology of the "Estado Novo". In addition, it intends to identify the values ingrained in the numbers to be analysed in Pim-Pam-Pum in a period of two years. The period under analysis of the children's supplement Pim-Pam-Pum includes the numbers from 1953 to 1955. One of the main conclusions of this study is that the children's aforementioned supplement aimed to educate its audience in a joyful manner. On the other hand, it transmitted as well as inculcated with the families’ collaboration the main Salazarist values. The press becomes a weapon of ideological propaganda of the "Estado Novo" in an attempt to keep harmful information to the regime from the internal and external pressures. With the institucionalization of censorship after the Second World War, the careful surveillance of publications by the competent and relevant organisms in collaboration with the censorship made by the journalists themselves, was simplified. However, the press tried to accomplish its mission of cultural and playful diffusion by means of newspapers, magazines and children's supplements.

Eliminação do Cr(VI) na fase de neutralização de um efluente industrial proveniente de processos de galvanoplastia

A presente tese teve por base a identificação e resolução de um problema existente no tratamento de efluentes provenientes dos processos de tratamento de superfícies por galvanoplastia, na OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A.. Observou-se a ocorrência, esporádica, de crómio hexavalente, (Cr (VI)), em valor superior ao valor limite de emissão (VLE). Os resultados foram monitorizados e os dados recolhidos no decorrer da actividade de tratamento de efluentes, durante o período de, aproximadamente, 5 anos (2006 a 2011). A recolha de resultados decorreu no âmbito da actividade profissional da mestranda, que, para além da responsabilidade técnica dos processos de galvanoplastia na empresa, é também responsável pelo suporte técnico ao processo de tratamento de efluentes resultantes da actividade de tratamento de superficies por processos de galvanoplastia. A empresa OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A., é uma empresa de actividade aeronáutica dedicada à Fabricação e Manutenção de aeronaves, nomeadamente a prestação de serviços de Manutenção, Revisão e Modernização de, Aeronaves, Motores e Componentes, bem como Fabricação e Montagem de Aeroestruturas. Integrada na OGMA, S.A. encontra-se a área de tratamentos electroquímicos, onde são realizados processos de tratamento de materiais metálicos por electrodeposição, deposição química e conversão química. Desta actividade resulta uma quantidade considerável de efluentes líquidos que necessitam de tratamento adequado previamente à sua descarga em cursos de água. Devido ao tipo de contaminantes que estes efluentes possuem, o tratamento dos mesmos é realizado em várias etapas, passando pela oxidação de cianetos, a redução de cromatos e a neutralização. Posteriormente segue-se uma sedimentação e a remoção de lamas. De modo a garantir um controlo dos parâmetros de descarga dos efluentes tratados, de acordo com a legislação ambiental em vigor, o efluente obtido é analisado periodicamente em laboratório acreditado. Na perspectiva de solucionar o problema em questão, procedeu-se à realização de ensaios experimentais utilizando os efluentes provenientes dos tanques de reacção da redução de cromatos e da oxidação de cianetos da linha com cádmio, com especial incidência na variação dos intervalos de pH recomendados para cada uma das fases do tratamento de efluentes, e observação do comportamento das misturas em termos de presença de Cr (VI), quando sujeitos a variações de pH. Após análise dos dados disponíveis e realização de todos os ensaios, conclui-se que, o processo de oxidação de cianeto da linha com cádmio e o processo de redução de cromatos na mesma linha estão a funcionar adequadamente. Concluiu-se que o reaparecimento de Cr (VI) ocorre devido à existência de hipoclorito de sódio, em excesso, no tanque de oxidação de cianeto que, quando passa para o tanque de neutralização e entra em contacto com o efluente proveniente do tanque de redução de cromatos, oxida parte do crómio trivalente, (Cr (III)), existente, a Cr (VI). Para impedir a ocorrência deste fenómeno separou-se todo o efluente contendo crómio que passou a ser tratado na linha de tratamento de efluentes isenta de cádmio, não entrando assim em contacto com o efluente que contém hipoclorito não reagido, evitando a oxidação do Cr (III) a Cr (VI).

Estudo da obtenção de gelatina a partir de raspa Wet-Blue da indústria de curtumes

Mestrado em Engenharia Química. Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental.

Ecotoxicity tests using the green algae chlorella vulgaris — a useful tool in hazardous effluents management

The treatment efficiency of laboratory wastewaters was evaluated and ecotoxicity tests with Chlorella vulgaris were performed on them to assess the safety of their environmental discharge. For chemical oxygen demand wastewaters, chromium (VI), mercury (II) and silver were efficiently removedby chemical treatments.Areduction of ecotoxicitywas achieved; nevertheless, an EC50 (effective concentration that causes a 50% inhibition in the algae growth) of 1.5% (v/v) indicated still high level of ecotoxicity. For chloride determination wastewaters, an efficient reduction of chromium and silver was achieved after treatment. Regarding the reduction of ecotoxicity observed, EC50 increased from 0.059% to 0.5%, only a 0.02% concentration in the aquatic environment would guarantee no effects. Wastewaters containing phenanthroline/iron (II) complex were treated by chemical oxidation. Treatmentwas satisfactory concerning chemical parameters, although an increase in ecotoxicitywas observed (EC50 reduced from 0.31% to 0.21%). The wastes from the kinetic study of persulphate and iodide reaction were treated with sodium bisulphite until colour was removed. Although they did not reveal significant ecotoxicity, only over 1% of the untreated waste produced observable effects over algae. Therefore, ecotoxicity tests could be considered a useful tool not only in laboratory effluents treatment, as shown, but also in hazardous wastewaters management.

Novos processos e produtos para o couro de base vegetal

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Optimização Energética na Indústria Química

Impacto Ambiental do Processo de Tingimento de uma Indústria de Curtumes e Avaliação do Desempenho da ETAR

Um dos objetivos desta dissertação de mestrado foi avaliar o impacto ambiental do processo de tingimento usado na indústria de curtumes, em termos de volume de efluente produzido e sua carga poluente. Pretendeu-se também encontrar alternativas ao nível do processo de tingimento que levem a uma melhoria na qualidade do efluente produzido. Outro objetivo deste trabalho foi avaliar o funcionamento da ETAR existente na empresa JR Fontes, no que diz respeito aos parâmetros em estudo (carência química de oxigénio - CQO, pH, crómio e teor de sólidos suspensos totais - SST), propondo alterações que permitam respeitar os valores de emissão exigidos na licença de descarga da empresa. Verificou-se que o processo de tingimento aplicado pela empresa JR Fontes é muito poluente, em termos de carga orgânica e matéria em suspensão. Este facto é comprovado pelos resultados obtidos para os três processos estudados: Montana, Galáctico e Navak. Todos os processos apresentam um efluente com pH ácido (aproximado a 3) e valores de CQO superiores a 3550 mg O2/L, sendo o processo Navak aquele que apresenta o valor mais alto para o banho composto, 8362 mg O2/L. Relativamente ao teor de crómio, o banho de recurtume com concentração mais elevada de crómio total é o banho 1 do processo Navak, com 2297 mg/L, sendo que a concentração destes banhos é sempre elevada, igual ou superior a 746 mg/L. No que diz respeito à matéria em suspensão, o processo Navak é novamente o mais poluente, com um valor de 3842 mg SST/L, não sendo obtidos nos outros processos, valores inferiores a 1205 mg SST/L. Na realização de um processo alternativo de tingimento verificou-se que é possível diminuir a carga orgânica do efluente originado. A aplicação de recurtumes sintéticos deu origem a efluentes menos poluentes. O melhor valor obtido para a CQO foi de 1113 mg O2/L, sendo obtidos valores não superiores a 7185 mg O2/L para processos de características semelhantes aos aplicados nesta indústria. Relativamente à ETAR, apesar das restrições ao funcionamento que esta apresenta, no geral pode ser considerada eficiente, embora não consiga atingir o objetivo pretendido de remoção para a CQO, ou seja o valor de 1100 mg O2/L. Nos restantes parâmetros é cumprido o limite de emissão (350 mg SST/L, pH entre 6 e 9 e 2 mg Cr/L para o crómio total): os SST apresentam o valor de 98 mg SST/L, o crómio total de 1,2 mg Cr/L e o pH encontra-se entre 8 e 9. São aqui feitas duas abordagens para solucionar os problemas existentes na ETAR. A primeira considera um ajuste no tratamento e equipamentos existentes, através da reconstrução do tanque de equalização, da substituição do coagulante por sulfato ferroso e da reconstrução do sedimentador, assim como a substituição das tubagens por umas de maior diâmetro, solucionando assim problemas de manutenção de toda a instalação e do incumprimento da legislação. A outra abordagem implica a substituição do sistema de afinação existente, os filtros de areia e carvão ativados, por um sistema de membranas de ultrafiltração ou por dois filtros de carvão ativado. Para tratar um efluente com um valor de CQO de 3000 mg O2/L com o carvão estudado, seriam necessários 132 kg de carvão por coluna, aproveitando-se os equipamentos existentes. No caso das membranas filtrantes, estas são eficazes, reduzindo a CQO em cerca de 70%. Ao contrário do carvão, a aplicação deste sistema implicaria a aquisição de novos equipamentos. Futuramente propõe-se a avaliação dos vários tipos de reagentes usados no tingimento de couro de forma a aplicar no tratamento aqueles que produzam as características desejadas no produto final e a que apresentem um menor resultado de CQO. Propõe-se também o estudo de viabilidade da remoção de crómio dos banhos de recurtume e consequente avaliação da aplicabilidade de um tratamento biológico em substituição ou como complemento do tratamento existente.

Otimização da Hidrofugação do Couro Wetwhite

O processo de hidrofugação é definido como um tratamento efetuado com gorduras e agentes químicos, nomeadamente polímeros e acrílicos que dão características de lubrificação e propriedades hidrofóbicas ao material, cujas etapas são adicionadas na fase de recurtume. Um dos objetivos principais foi a obtenção de um couro com alto grau hidrofóbico, isto é um couro com baixo poder de absorção da água, resistência a sua penetração e conservação da permeabilidade ao vapor de água, sem a utilização do sal de crómio na fase de fixação, e mais pelas problemáticas ambientais que existem na atualidade com o uso deste metal no mundo dos couros. É de salientar que, o único parâmetro que foi possível analisar, de acordo com a disponibilidade do laboratório foi a percentagem de absorção da água. Portanto, para este trabalho escrito foram desenhadas uma série de ensaios, onde se testaram inúmeros produtos utilizados na indústria de produção dos couros, alterando-se fatores de temperatura, dosagem, posição dos produtos aplicados, tempos, entre outros parâmetros, de modo a obter um couro com melhores resultados na percentagem de absorção. A hidrofugação é um processo bastante delicado e mais quando se tenta produzir um couro isento de metais e com alto poder hidrofóbico. Os resultados obtidos experimentalmente apontam para uma percentagem de absorção de cerca de 30% para espaços de tempo de 10 minutos, utilizando sempre sais de alumínio na etapa de fixação, pelo que ainda se requer mais investigação para obter um couro wet-white sem adição de sais metálicas e com alto poder de absorção.

Minimização do impacto ambiental do processo de curtume de pele de bovino

O presente trabalho teve como objectivo a minimização do impacto ambiental do processo de curtume da pele de bovino. A indústria de curtumes transforma a pele, material putrescível, em couro, material nobre, termicamente estável e imputrescível. A transformação da pele em couro origina uma carga poluente apreciável quer quanto a efluentes líquidos quer quanto a resíduos sólidos. O fluxo produtivo da indústria de curtumes pode dividir-se em quatro sectores: ribeira, curtume, tinturaria e acabamento, sendo que os três primeiros geram efluentes líquidos com elevada carga poluente. Neste trabalho, foram avaliadas as fases do processo que geram efluentes líquidos: molho, caleiro, curtume e tinturaria. Na avaliação do processo do molho testou-se uma protease e uma lipase contra um molhante e um desengordurante tradicional, agentes químicos normalmente utilizados no molho mas menos biodegradáveis que as enzimas testadas. Salienta-se o bom resultado obtido quanto à eficiência do molho Na avaliação do processo de caleiro testaram-se várias alternativas no sentido da redução da quantidade de sulfureto de sódio utilizada e da minimização da carga poluente. Entre as alternativas, depilação por oxidação, depilação enzimática com e sem destruição do pêlo, elegeu-se a depilação enzimática sem destruição do pêlo que conduziu a resultados com menor impacto ambiental, nomeadamente a redução da % da quantidade de sulfureto de sódio, sendo a redução da carga poluente de 4,19 % de sulfureto, 32.80% de sólidos suspensos totais (SST),27.09% de sólidos totais (ST) e de 76.90% da carência química de oxigénio (CQO) no efluente de caleiro. No processo do curtume da pele é utilizado crómio como agente de curtume em cerca de 80% das peles tratadas, sendo este metal problemático em termos ambientais. No sentido de reduzir a quantidade de crómio utilizada no processo foi realizado um planeamento factorial onde as variáveis a estudar foram a concentração de crómio e a temperatura, tendo este como objectivo observar qual a quantidade mínima de crómio necessária para termos um produto final nas condições desejadas e gerando um menor impacto ambiental. Concluiu-se desenvolvendo um processo que mostra ser possível reduzir a quantidade de sal de crómio de 7% para 5%, além de ter um impacto ambiental claramente menos agressivo nos efluentes de curtume gerado. Este processo quando comparado com o processo tradicional permite a redução de 27% na CQO, 79% nos SST, 11% nos ST e 38% no teor de crómio Na avaliação do processo de tinturaria foi estudado um processo compacto contra o processo tradicional, tendo-se concluído pelo menor impacto ambiental do processo estudado, nomeadamente ao nível da redução do consumo de água e da carga poluente gerada. A comparação dos dois processos, no que respeita à carga poluente gerada, permitiu concluir por uma redução de 39% da CQO, 50% dos SST, e 12% dos ST quando aplicado o processo compacto Por fim foi feita uma avaliação do impacto ambiental do efluente global gerado pelos processos considerados com menor impacto ambiental contra o processo tradicional, normalmente aplicado na indústria. A aplicação do conjunto dos processos desenvolvidos, quando comparada com a aplicação do conjunto dos processos tradicionais, mostra uma redução de 1% no sulfureto, 40% na CQO, 60 % nos SST, 42 % no crómio e 11% nos ST, mostrando claramente que é possível reduzir a carga poluente da indústria de curtumes atuando no processo. Este trabalho mostrou a importância de atuar no processo para minimizar os custos de tratamento e mesmo de investimento dos efluentes da indústria de curtumes. Importa salientar que os processos desenvolvidos necessitam de validação a uma escala semi-industrial.